JP2006510258A - Maintaining linearity of power amplifier without isolator by dynamic adjustment of bias and power supply of active devices - Google Patents
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Abstract
増幅器回路(100)は、予備増幅と予備増幅された信号の出力のための少なくとも1台の能動デバイス(140)を備えた駆動段(120)と、予備増幅された信号のさらなる増幅と増幅された信号の出力のための少なくとも1台の能動デバイス(180)を備えた出力段(160)とを含む。検出器(190)は増幅された信号の順方向部分および反射部分のレベルを測定し、制御回路(145)は、負荷変動時の増幅器回路(100)の直線性を実質的に維持するため、プレ増幅された信号および/または増幅された信号のDCレベルまたはオフセットを修正する。制御回路(145)は、さらに、負荷変動時の増幅器回路(100)の直線性を実質的に維持するため、順方向信号および反射信号のレベルに応じて、駆動段および出力段(120,160)の能動デバイス(140,180)の入力でDCバイアスを独立かつ選択的に制御および調整する。The amplifier circuit (100) comprises a drive stage (120) with at least one active device (140) for preamplification and output of the preamplified signal, and further amplification and amplification of the preamplified signal. And an output stage (160) with at least one active device (180) for output of the received signal. The detector (190) measures the level of the forward and reflected portions of the amplified signal, and the control circuit (145) substantially maintains the linearity of the amplifier circuit (100) during load variations, Modify the DC level or offset of the pre-amplified signal and / or the amplified signal. In addition, the control circuit (145) further maintains the linearity of the amplifier circuit (100) when the load changes, so that the drive stage and the output stage (120, 160) according to the levels of the forward signal and the reflected signal. DC bias is independently and selectively controlled and adjusted at the input of the active device (140, 180).
Description
本発明は、代表的にワイヤレス通信装置で使用され、負荷変動下で電力増幅器の直線性を維持するアイソレータ無しの電力増幅器回路に関する。より詳細には、直線性は電力増幅器回路の能動デバイスの入力および出力バイアスを動的に調整することにより維持される。 The present invention relates to a power amplifier circuit without an isolator that is typically used in a wireless communication device and maintains the linearity of the power amplifier under load variations. More specifically, linearity is maintained by dynamically adjusting the input and output bias of the active device of the power amplifier circuit.
電力増幅器は、無線周波数(RF)信号のような信号を増幅するために送信機で使用される。このような電力増幅器は、携帯電話機のようなワイヤレス通信装置の送信機に含まれる。電力増幅器は、典型的に増幅されたRF信号を空中伝送のためにアンテナに供給する。 Power amplifiers are used in transmitters to amplify signals such as radio frequency (RF) signals. Such a power amplifier is included in a transmitter of a wireless communication device such as a mobile phone. A power amplifier typically provides an amplified RF signal to an antenna for air transmission.
たとえば、携帯電話機に適用されるRFアンテナは、激しく変化する環境で動作し、その結果、アンテナ入力インピーダンスが変化し、4:1のVSWR(電圧定在波比)は稀である。特に高出力レベルでは、これにより、たとえば、CDMA(符号分割多元接続)、TDMA(時分割多元接続)、非固定包絡線を有するエッジまたはW−CDMA変調搬送波信号に深刻な歪みが生じる。 For example, an RF antenna applied to a mobile phone operates in a drastically changing environment, with the result that the antenna input impedance changes and a 4: 1 VSWR (voltage standing wave ratio) is rare. Especially at high power levels, this causes severe distortions in, for example, CDMA (code division multiple access), TDMA (time division multiple access), edges with non-fixed envelopes or W-CDMA modulated carrier signals.
直線性を維持するために携帯電話の電力増幅器をアンテナ不整合条件から保護するための従来の解決策は、負荷インピーダンス変動が電力増幅器の性能に与える影響を制限するために、電力増幅器とアンテナのような出力負荷との間に設置されたサーキュレータのようなアイソレータを使用することである。サーキュレータは、アイソレータまたは第3のサーキュレータポート終端で反射された電力を消滅することによりアンテナ不整合条件下で電力増幅器の適切な50オーム負荷を確保する。電力フローの指向性は強磁性材料によって作られる。 Traditional solutions to protect mobile phone power amplifiers from antenna mismatch conditions to maintain linearity are based on power amplifier and antenna configurations to limit the impact of load impedance variations on power amplifier performance. It is to use an isolator such as a circulator installed between the output load. The circulator ensures a proper 50 ohm load for the power amplifier under antenna mismatch conditions by extinguishing the power reflected at the isolator or third circulator port termination. The directivity of the power flow is made by a ferromagnetic material.
従来技術の上記の面は、サーキュレータ14を用いて不整合アンテナ16から絶縁された電源12のために使用される配置10の基本的なブロック図を表す図1を参照して詳細に説明される。電流源18およびそのインピーダンスZ0は理想的な電源(RF−トランジスタ)12を表す。整合回路20はアンテナ16と電源12との間に接続され、別の端子22が接地される。
The above aspects of the prior art will be described in detail with reference to FIG. 1, which represents a basic block diagram of an arrangement 10 used for a power supply 12 that is isolated from a
整合回路20からサーキュレータ14への電力Pinc_circの一部分はPinc_antとしてアンテナ16へ供給され、アンテナ16で一部の電力Prefl_antが反射してサーキュレータ14へ戻される。サーキュレータ14があるため、アンテナ16から反射された電力Prefl_antはソース12に向かって反射されることがなく、サーキュレータ負荷Pdissで消滅する。その結果として、サーキュレータ14から反射されて電源12へ向かう電力Prefl_circおよび整合回路20から反射されて電源12へ向かう電力Prefl_sourceはゼロである。これは、入射波と反射波が同相で足し合わされるときに起こる極端な状況を回避する。しかし、電力増幅器の直線性を維持し、(基地局の電界強度表示の制御下で)Pradを一定に保つことが望ましいので、電源12における信号電圧および電流を増大させる反射損失を解決するために、電源12からの入射電力Pinc_sourceを増加させ、これにより、ワット損を増加させることが必要である。かくして、サーキュレータ14は、アンテナ不整合条件下では電力増幅器の直線性を一部しか維持できない。その上、ワット損および消費は高い状態のままであるため、携帯電話機のバッテリ充電を必要とし、バッテリ寿命を短縮し、同時に、効率を低下させる。
A part of the power P inc_circuc from the matching circuit 20 to the circulator 14 is supplied to the
アンテナ16に接続されたアイソレータまたはサーキュレータ14を取り除くことが望ましい。しかし、アイソレータの除去は、負荷インピーダンス変動が電力増幅器の性能、たとえば、直線性に悪影響を与えることを許してしまう。したがって、アイソレータが取り除かれた場合に、増幅器の性能および直線性が負荷インピーダンス変動にもかかわらず維持される電力増幅器が求められている。
It is desirable to remove the isolator or circulator 14 connected to the
本発明によれば、電力増幅器の直線性電力出力は、負荷変動にもかかわらず、負荷にアイソレータが接続されていなくても実質的に維持される。これは、所定の負荷不整合条件下で直線性の補正スキームとして、アイソレータ無しの電力増幅器回路内の能動デバイスのバイアスおよび給電を動的に調整することによって実現される。かくして、直線性出力電力は、実質的に効率を低下させることなく、動作のダイナミックレンジ全域で所定の負荷デルタに対して常に一定に保たれる。より詳細には、直線性は、能動デバイスの入力における直流(DC)バイアス、並びに、能動デバイスの出力におけるDC給電を独立かつ選択的に調整することにより、負荷変動にもかかわらず実質的に一定に維持され、出力信号に希望のオフセットが与えられる。 In accordance with the present invention, the linear power output of the power amplifier is substantially maintained even when no isolator is connected to the load, despite load variations. This is achieved by dynamically adjusting the bias and feed of the active device in the power amplifier circuit without an isolator as a linearity correction scheme under certain load mismatch conditions. Thus, the linear output power is always kept constant for a given load delta throughout the dynamic range of operation without substantially reducing efficiency. More specifically, linearity is substantially constant despite load variations by independently and selectively adjusting the direct current (DC) bias at the input of the active device and the DC feed at the output of the active device. And the desired offset is given to the output signal.
本発明による一実施形態において、増幅器の直線性を維持する増幅器回路が提供される。増幅器回路は、たとえば、ワイヤレス通信装置で使用され得る。増幅器回路は、予備増幅および予備増幅された信号の出力を行う少なくとも1つの能動デバイスを備えた駆動段と、予備増幅された信号のさらなる増幅および増幅された信号の出力を行う能動デバイスを備えた出力段とを含む。検出器は増幅された信号の順方向部分および反射部分のレベルを測定し、制御回路は、負荷変動時の増幅器回路の直線性を実質的に維持するために、プレ増幅された信号および/または増幅された信号のDCレベルを修正する。制御回路は、負荷変動時の増幅器回路の直線性を実質的に維持するために、順方向信号および反射信号のレベルに応じて、駆動段および出力段の能動デバイスの入力においてDCバイアスをさらに独立かつ選択的に制御および調整する。 In one embodiment according to the present invention, an amplifier circuit is provided that maintains amplifier linearity. The amplifier circuit may be used, for example, in a wireless communication device. The amplifier circuit comprises a drive stage with at least one active device that performs preamplification and output of the preamplified signal, and an active device that performs further amplification of the preamplified signal and output of the amplified signal And an output stage. The detector measures the level of the forward and reflected portions of the amplified signal, and the control circuit maintains the pre-amplified signal and / or to substantially maintain the linearity of the amplifier circuit during load changes. Correct the DC level of the amplified signal. The control circuit further independent of the DC bias at the input of the active devices in the drive and output stages, depending on the levels of the forward and reflected signals, in order to substantially maintain the linearity of the amplifier circuit during load fluctuations. And selectively control and adjust.
本発明による他の実施形態において、負荷変動下で増幅器の直線性を実質的に維持する方法が提供される。この方法は、増幅器出力で順方向信号および反射信号のレベルを測定するステップと、負荷変動時の増幅器回路の直線性を実質的に維持するために、測定された順方向信号および反射信号の差もしくはそれらの比のような測定されたレベルに応じて、増幅器回路の駆動段から供給された予備増幅された信号および増幅器回路の出力段から供給された増幅された信号のうちの少なくとも一方の出力DCレベルを修正するステップと、を含む。この方法は、負荷変動時の増幅器回路の直線性を実質的に維持するために、順方向信号および反射信号のレベルに応じて駆動段および/または出力段の能動デバイスの入力におけるDCバイアスを独立かつ選択的に調整するステップをさらに含む。 In another embodiment according to the present invention, a method is provided for substantially maintaining amplifier linearity under load variations. This method involves measuring the forward and reflected signal levels at the amplifier output and the difference between the measured forward and reflected signals to substantially maintain the linearity of the amplifier circuit during load changes. Or the output of at least one of the preamplified signal supplied from the drive stage of the amplifier circuit and the amplified signal supplied from the output stage of the amplifier circuit, depending on the measured level such as their ratio Modifying the DC level. This method provides independent DC bias at the input of the active device in the drive stage and / or output stage depending on the level of the forward and reflected signals in order to substantially maintain the linearity of the amplifier circuit during load variations. And further selectively adjusting.
本発明のさらなる特徴および効果は以下の説明の考察からより容易に明白になるであろう。 Further features and advantages of the present invention will become more readily apparent from consideration of the following description.
添付図面は本発明の好ましい実施形態を特定し説明し、同じ要素はすべての図面を通じて同一の参照符号によって指定される。 The accompanying drawings identify and describe preferred embodiments of the present invention, wherein like elements are designated by like reference numerals throughout the drawings.
本発明は、付随する効果と共に、以下の本発明の好ましい実施例の詳細な説明を、添付図面と共に、参照することによって最もよく理解されるであろう。 The invention, together with attendant advantages, will be best understood by reference to the following detailed description of the preferred embodiments of the invention, taken in conjunction with the accompanying drawings.
たとえば、ワイヤレス通信装置で使用するための増幅器回路が記載され、実例として、RF電力増幅器がRFアンテナ回路に使用される。以下の説明中、様々な具体的な細部、たとえば、トランジスタの具体的なタイプおよび数は、本発明の十分な理解が得られるように記載されている。しかし、当業者に明らかであるように、本発明はこれらの具体的な細部を用いることなく実施され得る。その他の例では、周知の回路は、本発明を不必要に分かりにくくしないために詳細に記載されていない。 For example, an amplifier circuit for use in a wireless communication device is described, illustratively, an RF power amplifier is used in an RF antenna circuit. In the following description, various specific details, such as specific types and numbers of transistors, are set forth in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be practiced without these specific details. In other instances, well-known circuits have not been described in detail in order not to unnecessarily obscure the present invention.
ワイヤレス通信装置は、たとえば、携帯電話機もしくはコードレス電話機、ポケットベル、インターネット機器、または、その他の消費者装置でよく、代表的には通信システムの一部である。図2は、主局もしくは基地局(BS)50と複数台の副局もしくは移動局(MS)60を具備する携帯電話システム40のようなワイヤレス通信システムを表す。基地局50は、送受信機54に結合されたコンピュータのようなネットワークコントローラ52を具備し、送受信機54は次にアンテナ56のような無線伝送手段に結合されている。ワイヤ58のような接続手段はコントローラ52を公衆網または私設網に結合する。
The wireless communication device may be, for example, a mobile or cordless phone, pager, internet device, or other consumer device and is typically part of a communication system. FIG. 2 represents a wireless communication system such as a
各移動局60は、マイクロコントローラ(μC)および/またはデジタル信号プロセッサ(DSP)のようなプロセッサ62を具備する。代表的に、DSPは音声信号を処理し、一方、μCは移動局60の動作を管理する。プロセッサ62は、無線伝送手段、たとえば、アンテナ66に結合された送受信機手段64に結合される。EPROMおよびRAMのようなメモリ68は、プロセッサ62に結合され、移動局60の動作および構成に関するデータを記憶する。基地局50から移動局60への通信は下りリンクチャネル72で行われ、一方、移動局60から基地局50への通信は上りリンクチャネル74で行われる。移動局60はまた、キーボードおよびスクリーンのようなユーザインタフェース、並びに、送受信機64の送信部門すなわち送信部に結合されたマイクロホン、および、送受信機64の受信部に結合されたスピーカを含む。
Each
送受信機64の送信部は上りリンクチャネル74を介して信号を送信し、送受信機64の受信部は下りリンクチャネル72を介して信号を受信する。送受信機64は送信部の電力増幅器(PA)または受信部の低雑音増幅器(LNA)をアンテナ66へ選択的に結合するために選択手段を含む。一例として、選択手段は、周波数レンジをそれぞれ送信および受信するために調整されたデュプレクサまたは帯域通過フィルタを含む。技術的によく知られているように、送受信機64は、また、受信された無線周波数(RF)信号を中間周波数および/またはベースバンド信号へ変換するダウンコンバータと、復調器/復号器のようなその他の回路を受信部に含む。これに対して、送受信機64の送信部はアップコンバータおよび変調器/符号器を含む。アナログ形式とデジタル形式との間を変換する変換器は、また、代表的には送受信機64に設けられる。
The transmitter of the
図3は、一例として、ワイヤレス通信装置内でRF信号を増幅するために電力増幅器回路として使用される、本発明による実施形態に従った増幅器回路100を示す図である。たとえば、増幅器回路100は図2に示された移動局60の送受信機64の一部であり、より詳細には、送信機64の送信部にある。代表的に、増幅器回路の入力は変調器に結合され、増幅のための変調されたRF信号を受信する。増幅器出力は、アンテナ66のような負荷に結合され、そのアンテナ66では、増幅されたRF信号が、たとえば、上りリンクチャネル74で空中伝送される。
FIG. 3 is a diagram illustrating an
図3に示されるように、増幅器回路100は、増幅器回路100の入力を一時的に記憶し、その入力インピーダンスを、そこに結合された回路、たとえば、変調器の出力インピーダンスとマッチングさせる入力整合回路110を具備する。入力整合回路110の出力は、少なくとも1つのDC阻止キャパシタ130を介して駆動段120に結合される。変調された信号のような増幅されるべき信号は、入力整合回路110によってキャパシタ130へ供給され、キャパシタ130は続いてDC成分を阻止し、実質的にDCオフセットを含まない信号を駆動段120へ供給する。
As shown in FIG. 3, the
駆動段120は、トランジスタ140のような少なくとも1つの能動デバイスを具備し、この能動デバイスは、キャパシタ130から実質的にDCを含まない信号を受け取り、第1のレベルまで予備増幅する。一例として、予備増幅トランジスタは、キャパシタ130に結合されたベース142を有するNPNトランジスタ140のようなバイポーラトランジスタである。ベース142は、適切なDCバイアス信号を供給するバイアス制御回路145にも結合される。これは、バイアス制御回路145がトランジスタ140の入力でDCバイアスを制御すること、たとえば、これを調整することを可能にする。トランジスタ140のエミッタはグランドと結合され、一方、トランジスタ140の出力すなわちコレクタ147は、バッファリングと、駆動段120と出力段160の入力との間のインピーダンス整合とのために用いられる中間段整合回路150に結合される。
駆動段120からの予備増幅された信号は、中間段整合回路150と、DC阻止キャパシタ130と同様にDC信号を実質的に阻止する少なくとも1つのDC阻止キャパシタ170とを介して、出力段160の入力へ供給される。
The pre-amplified signal from the
出力段160は、駆動段120と類似し、キャパシタ170から実質的にDCを含まない信号を受けて、出力レベルまで増幅する少なくとも1つのトランジスタ180をさらに具備する。一例として、出力トランジスタ180は、キャパシタ170に結合されたベース182を有するNPNトランジスタのようなバイポーラトランジスタである。出力トランジスタ180のベース182は、適切なDCバイアス信号を出力トランジスタ180に供給するようにバイアス制御回路145にも結合されている。トランジスタ180のエミッタはグランドに結合され、一方、トランジスタ180の出力すなわちコレクタ187は、アイソレータを介在させることなく、負荷へ直接的にまたは間接的に結合されている。さらに、各能動デバイス140,180のエミッタ領域は、所与の負荷、中間段および電源条件に対して最適性能が得られるように選択される。
その上、各トランジスタ140、180の出力すなわちコレクタ147、187は、また、バイアス制御回路145へ独立して結合されている。これは、バイアス制御回路145が、トランジスタ140の出力147における予備増幅された信号のDCレベルすなわちオフセット、および/または、トランジスタ180の出力187における増幅された信号のDCレベルすなわちオフセットを独立かつ選択的に変更可能とする。さらに、各入力/制御ポート、たとえば、トランジスタ140、180のベース142、182をバイアス制御回路145へ独立に結合することにより、バイアス制御回路145は、トランジスタ140、180の入力のDCバイアスを独立かつ選択的に制御すること、たとえば、これを独立かつ選択的に調整することが可能になり、したがって、駆動段および出力段120、160の増幅度すなわち利得を修正することが可能になる。
In addition, the output or
一例として、電力増幅器が30dBmの出力電力を50オーム負荷に供給する場合を考える。電力増幅器の最終段の出力が直線性動作のために1.4ボルトのピーク電圧振幅を有するならば、負荷と電力増幅器を分離する無損失インピーダンス整合ネットワークは51:1のインピーダンス変換比をもつ必要がある。 As an example, consider the case where the power amplifier supplies 30 dBm output power to a 50 ohm load. If the output of the last stage of the power amplifier has a peak voltage amplitude of 1.4 volts for linear operation, the lossless impedance matching network separating the load and power amplifier should have an impedance conversion ratio of 51: 1. There is.
一定VSWRの位相全体に対して最悪ケースの不整合条件を想定する。インピーダンスの両極端は高負荷と低負荷である。前者のケースでは、高電圧振幅が最終段の出力の向こう側に現れ、高ACインピーダンスの始まりを原因とするクリッピングの形態で非直線性を引き起こす。後者のケースでは、出力電流に対する要求は低ACインピーダンスの始まりを原因として高まる。入射電力レベルおよび反射電力レベルを監視することにより、インピーダンス条件の測定が図4のブロック200に示されるように得られる。次にブロック210において、インピーダンスレベルまたは不整合が検査され、正常すなわち整合レベルが得られるならば、正常な整合動作がブロック220で継続される。インピーダンスレベルが正常ではない、即ち、不整合であるならば、測定された順方向信号と反射信号の差または比が大きく、順方向信号が比較的大きいことを示すか、または、差または比が小さく、順方向信号が比較的小さいことを示すかがブロック230において決定される。次に、ブロック240、250において、ドライバおよび出力トランジスタのそれぞれの入力と出力との両方でDCバイアスは、ブロック230で測定された比が大きいかまたは小さいかに応じて、一方の方向または他方の方向へ独立かつ選択的に調整される。次に、インピーダンス条件がブロック200へ戻って再測定され、これらの動作は、整合レベルがブロック210で得られるまで繰り返され、正常の整合動作がブロック220で継続される。ブロック200におけるインピーダンスの監視および測定は、連続的にまたは断続的に検査され、ブロック220の整合条件へ達するよう必要に応じて、調整が行われる。
Assume worst case mismatch conditions for the entire phase of a constant VSWR. The extremes of impedance are high load and low load. In the former case, high voltage amplitude appears across the output of the final stage, causing non-linearity in the form of clipping due to the beginning of high AC impedance. In the latter case, the demand for output current increases due to the onset of low AC impedance. By monitoring the incident power level and the reflected power level, a measurement of the impedance condition is obtained as shown in
図3を参照すると、電力検出器190のような検出器がまたトランジスタ180の出力187に結合され、出力段160の出力で増幅されたRF信号のレベル、たとえば、電力レベルを検出する。電力検出器190は次にバイアス制御回路145に結合される。増幅器回路100の出力195はアイソレータを介在させることなくアンテナに結合される。
Referring to FIG. 3, a detector, such as
電力検出器190は、DCバイアス制御回路145に増幅器回路100の順方向電力および反射出力電力の測定量を供給する。順方向電力レベルおよび反射電力レベルに応じて、DCバイアス制御回路145は、負荷変動時の増幅器回路100の一定の直線性を実質的に維持するために、駆動段トランジスタ140の出力147で予備増幅された信号のDCレベル、および/または、出力段トランジスタ180の出力187で増幅された信号のDCレベルを独立かつ選択的に変更する。制御回路145は、増幅器回路100の出力195に結合された負荷のインピーダンス変動とは無関係に、増幅器回路100の直線性を実質的に一定に維持するために、順方向信号および反射信号に応じて、駆動段120および出力段160の能動デバイス140、180の入力142、182におけるDCバイアスをさらに独立かつ選択的に制御し調整する。
The
特に、バイアス制御回路145は、順方向電力レベルと反射電力レベルの差に応じて、ドライバトランジスタ140および出力トランジスタ160のそれぞれの入力、たとえば、ベース142、182、および、それぞれの出力、たとえば、コレクタ147、187の両方でDCバイアスを独立かつ選択的に調整する。これにより、電力増幅器回路の出力段を大幅に変更することなく、負荷変動とは無関係に直線性出力電力が実質的に維持される。
In particular, the
一つの解決策を例示するために、コレクタの最適な実際のインピーダンスは、コレクタ電源電圧の二乗の半分と出力電力の比に比例し、Ropt〜VCC 2/(2×Pout)である。したがって、負荷インピーダンスの変化は、必要なPoutおよび直線性に従って、Roptと入力バイアスの変化によって適応される。 To illustrate one solution, the optimal actual impedance of the collector is proportional to the ratio of the collector power supply voltage squared to the output power, and is R opt ~ V CC 2 / (2 × P out ). . Thus, changes in load impedance are accommodated by changes in R opt and input bias according to the required P out and linearity.
当業者に周知であるように、電力検出器190によって測定された順方向電力レベルおよび反射電力レベルの変化は、負荷インピーダンスの変化、たとえば、図2に示されたアンテナ66のインピーダンスの変化に関連付けられる。特に、増幅器回路100の出力の出力インピーダンスに実質的に整合した負荷インピーダンスの場合に、順方向電力レベルと反射電力レベルとの間の比または差は大きく、一方、実質的に整合しないインピーダンスの場合には、その比または差は小さい。参照によって本明細書にその全内容が組み入れられた米国特許第5,423,082号は、アイソレータ無しで可変アンテナ負荷を補償することが可変利得段の利得を調整することにより一定の全体的なループ利得を維持するために反射出力エネルギーを考慮して達成された閉ループフィードバックを含む送信機を開示している。
As is well known to those skilled in the art, changes in forward and reflected power levels measured by
参照によって本明細書にその全内容が組み入れられた米国特許第5,442,322号および第5,712,593号に開示されているようなバイアス制御回路もまた技術的に周知である。米国特許第5,442,322号において、バイアス制御回路はバイアス制御電圧を能動デバイス内の電流を表す値と比較し、能動デバイスの動作点を制御するために制御信号を能動デバイスの制御端子に供給する。電力増幅器のバイアス点は、米国特許第5,712,593号では、基準値をRF出力信号のフィルタリングされた部分と比較した結果に応じて制御回路によって同様に制御される。増幅器のバイアス点の変更は、負荷インピーダンス変動が増幅器の性能に与える影響を制限する。参照によって本明細書にその全内容が組み入れられた米国特許第6,064,266号は、同様に負荷インピーダンス変動が増幅器の性能に与える影響の制限に関連し、この制限は、閾値検出器が所定の値を上回る負荷インピーダンスの変動を検出したときに出力インピーダンスと並列である抵抗器に切り替えることによって、DCバイアスではなく、RF出力信号パスを変更することによって達成される。 Bias control circuits such as those disclosed in US Pat. Nos. 5,442,322 and 5,712,593, the entire contents of which are incorporated herein by reference, are also well known in the art. In U.S. Pat. No. 5,442,322, the bias control circuit compares the bias control voltage with a value representing the current in the active device and applies a control signal to the control terminal of the active device to control the operating point of the active device. Supply. The bias point of the power amplifier is similarly controlled by the control circuit in US Pat. No. 5,712,593 according to the result of comparing the reference value with the filtered portion of the RF output signal. Changing the amplifier bias point limits the effect of load impedance variations on amplifier performance. US Pat. No. 6,064,266, which is hereby incorporated by reference in its entirety, similarly relates to limiting the effect of load impedance variation on amplifier performance, and this limitation is This is accomplished by changing the RF output signal path rather than the DC bias by switching to a resistor that is in parallel with the output impedance when a load impedance variation above a predetermined value is detected.
本増幅器回路100のバイアス制御回路145は、電力検出器190によって測定された順方向電力レベルおよび反射電力レベルを少なくとも1個の閾値と比較するプロセッサまたはコンパレータを含む。この比較に基づいて、DCバイアス制御回路145は、負荷変動時の増幅器回路100の直線性を実質的に一定に維持するために、必要に応じて、すなわち、順方向信号および反射信号のレベルに応じて、駆動段および出力段のトランジスタ140、180によって与えられた予備増幅および/または増幅された信号のDCレベルまたはオフセットを変更する。バイアス制御回路145は、さらに、負荷変動時の増幅器回路の直線性を実質的に一定に維持するために、順方向信号および反射信号のレベルに応じて、駆動段および出力段のトランジスタ140、180の入力におけるDCバイアスを独立かつ選択的に制御し調整する。
The
図5は本発明によるアイソレータ無しの増幅器回路の性能を維持する方法のフローチャート300を表す。ブロック310において、電力検出器は、増幅器回路の出力で順方向電力レベルおよび反射電力レベルを測定し、この情報をバイアス制御回路145へ提供する。測定された順方向電力レベルおよび反射電力レベルに応じて、例えば、これらの差または比の値に応じて、ブロック320において、制御回路145は、負荷変動時の増幅器回路100の直線性を実質的に一定に維持するために、必要に応じて、すなわち、順方向信号および反射信号のレベルに応じて、駆動段および出力段のトランジスタ140、180によって供給された予備増幅および/または増幅された信号のDCレベルまたはオフセットを選択的かつ独立に変更する。バイアス制御回路145は、さらに、負荷変動時の増幅器回路100の直線性を実質的に一定に維持するために、順方向信号および反射信号のレベルに応じて、駆動段および出力段のトランジスタ140、180の入力でDCバイアスを独立かつ選択的に制御し調整する。
FIG. 5 depicts a
本発明はその特定の例示的な実施形態を参照して特に詳細に説明されているが、様々な変形および変更が請求項に記載された本発明のより広義の意図された精神および範囲から逸脱することなくそれらの実施形態に加えられ得ることもまた認識されるべきである。明細書および図面は、したがって、例示のための様態として考慮されるべきであり、請求項に記載された事項の範囲を制限することを意図しない。 Although the invention has been described in particular detail with reference to specific exemplary embodiments thereof, various modifications and changes can be made from the broader intended spirit and scope of the invention as set forth in the claims. It should also be appreciated that it can be added to those embodiments without doing so. The specification and drawings are accordingly to be regarded in an illustrative manner and are not intended to limit the scope of the matters recited in the claims.
Claims (20)
さらなる増幅のための前記予備増幅された信号を受信し、増幅された信号を出力する少なくとも1つの第2の能動デバイスを有する出力段と、
前記増幅された信号の順方向信号のレベルおよび反射信号のレベルを測定する検出器と、
負荷変動時の前記増幅器回路の直線性を実質的に維持するために、前記順方向信号のレベルおよび前記反射信号のレベルに応じて前記予備増幅された信号および前記増幅された信号のうちの少なくとも一方のDCレベルを変更する制御回路とを具備する増幅器回路。 A drive stage having at least one first active device that receives a signal for preamplification and outputs a preamplified signal;
An output stage having at least one second active device that receives the pre-amplified signal for further amplification and outputs the amplified signal;
A detector for measuring a forward signal level and a reflected signal level of the amplified signal;
In order to substantially maintain the linearity of the amplifier circuit when the load fluctuates, at least one of the pre-amplified signal and the amplified signal according to the level of the forward signal and the level of the reflected signal An amplifier circuit comprising a control circuit for changing one of the DC levels.
さらなる増幅のための前記予備増幅された信号を受信し、増幅された信号を出力する少なくとも1つの第2の能動デバイスを有する出力段と、
前記増幅された信号の順方向信号のレベルおよび反射信号のレベルを測定する検出器と、
負荷変動時の前記増幅器回路の直線性を実質的に維持するために、前記順方向信号のレベルおよび前記反射信号のレベルに応じて前記予備増幅された信号および前記増幅された信号のうちの少なくとも一方のDCレベルを変更する制御回路とを具備する増幅器回路を有するワイヤレス通信装置。 A drive stage having at least one first active device that receives a signal for preamplification and outputs a preamplified signal;
An output stage having at least one second active device that receives the pre-amplified signal for further amplification and outputs the amplified signal;
A detector for measuring a forward signal level and a reflected signal level of the amplified signal;
In order to substantially maintain the linearity of the amplifier circuit when the load fluctuates, at least one of the pre-amplified signal and the amplified signal according to the level of the forward signal and the level of the reflected signal A wireless communication apparatus having an amplifier circuit including a control circuit for changing one DC level.
前記出力で順方向信号のレベルおよび反射信号のレベルを測定するステップと、
負荷変動時の前記増幅器回路の直線性を実質的に維持するために、前記順方向信号のレベルおよび反射信号のレベルに応じて前記増幅器回路の駆動段から供給された予備増幅された信号および前記増幅器回路の出力段から供給された増幅された信号のうちの少なくとも一方のDCレベルを変更するステップとを含む方法。 A method of substantially maintaining the linearity of the amplifier circuit during a change in load coupled to the output of the amplifier circuit, comprising:
Measuring the level of the forward signal and the level of the reflected signal at the output;
In order to substantially maintain the linearity of the amplifier circuit when the load fluctuates, the pre-amplified signal supplied from the driving stage of the amplifier circuit according to the level of the forward signal and the level of the reflected signal, and the Changing the DC level of at least one of the amplified signals supplied from the output stage of the amplifier circuit.
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